Vyhodnocení kontaminace půd dopadových ploch vojenských střelnic ve Vojenském újezdu Libavá

PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA MASARYKOVY UNIVERZITY BRNO

Vyhodnocení kontaminace půd dopadových ploch vojenských střelnic ve Vojenském újezdu Libavá Literární rešerše

Martin Vašinka Vedoucí práce: Mgr. Eva Geršlová, Ph.D.

Brno 2014

1

Obsah 1.

Geografické vymezení studované oblasti ........................................................................ 3

2.

Klima ............................................................................................................................... 3

3.

Vojenský újezd Libavá – základní informace ................................................................. 4

4.

Geologické poměry ......................................................................................................... 8

5.

Hydrogeologické poměry ................................................................................................ 9

6.

Loţiskové poměry ......................................................................................................... 11

7.

Geochemie ..................................................................................................................... 12

8.

Rizikové prvky .............................................................................................................. 13

8.1.

Měď ........................................................................................................................... 13

8.2.

Olovo ......................................................................................................................... 15

8.3.

Zinek .......................................................................................................................... 17

9.

Literatura ....................................................................................................................... 20

2

1. Geografické vymezení studované oblasti Vojenský újezd Libavá se nachází v Olomouckém kraji v severovýchodní části České republiky. Újezd zahrnuje pět katastrálních území: Město Libavá, Velká Střelná, Rudoltovice, Čermná u Města Libavá a Slavkov u Města Libavá. Celková rozloha vojenského újezdu je 32 733 ha (327,33 km2). Svou rozlohou patří mezi druhý největší vojenský újezd v České republice. Pro vnitřní potřebu vojsk a k zabezpečení hospodářských úkolů je půdní fond újezdu rozdělen do dvou kategorií. I. kategorie jsou plochy určené k vojenskému vyuţití (10 779 ha) a II. kategorie jsou plochy určené pro hospodářské vyuţití (21 954 ha).

Obr. 1 Topografická mapa s ohraničením vojenského újezdu Libavá (mapy.cz, 25. 11. 2013)

Území vojenského újezdu patří ke geomorfologické jednotce Oderské vrchy, která je součástí geomorfologického celku Nízký Jeseník. Průměrná nadmořská výška se pohybuje okolo 650 m n. m. Na severozápadě Oderské vrchy sousedí s pohořím Nízký Jeseník, na jihovýchodě hraničí s Moravskou bránou a na jihozápadě a jihu přechází ve Střední Moravu a Hanou. K nejvyšším vrcholům patří Fidlův kopec (680 m), Stráţisko (675 m), Radeška (671 m) a Stráţná (641 m). Z části do vojenského újezdu zasahuje Domašovská vrchovina (Demek et al. 1965). 3

2. Klima Absolutní minimální a maximální teploty dosahují hodnoty –35 a 35 °C. Mrazové dny se vyskytují od 5. října do 6. května a bývá jich přibliţně 132. Průměrná denní teplota zjištěná ve vegetačním období od dubna do září je 12 °C. Roční úhrn sráţek dosahuje v průměru 863 mm. Oblast lze tedy zařadit mezi mírně teplou a vlhkou (http://www.vojujezd-libava.cz).

3. Vojenský újezd Libavá – základní informace Vojenský újezd je území na kterém se nacházejí výcviková zařízení určená pro přípravu vojsk v rámci taktické a operační přípravy. O krajinu vojenských újezdů se starají Státní lesy a statky České republiky. Pro výcvik jsou vyuţívány vojenské výcvikové prostory (VVP) a výcviková zařízení (VZ). Vojenský újezd Libavá byl zřízen 1. 6. 1950 na základě zákona o vojenských újezdech č. 169 z roku 1949. Jiţ předtím v roce 1947 byl na území zřízen Vojenský výcvikový tábor Libavá. Hranice vojenského tábora (následného vojenského újezdu) se formovaly během roku 1947 (http://www.vojujezd-libava.cz). V současné době se na území vyskytuje následující cvičiště: 1. Součinnostní střelnice Velká Střelná 2. Střelnice bojových vozidel Přáslavice 3. Střelnice bojových vozidel Smilov 4. Pěchotní střelnice Daskabát 5. Pěchotní střelnice Loučka 6. Pěchotní střelnice Smilov 7. Cvičiště řízení bojových vozidel Anenský vrch 8. Pokusná dělostřelecká střelnice Smilov 9. Cvičiště s ostrou municí Anenský vrch, Čepka, Čermná a U panenky Marie 10. Vodní cvičiště Čermná a Barnov 11. Ţenijní cvičiště Barnov

4

Obr. 2 mapa cvičišť a turistických úseků (libavsko.eu, 16.11.2013)

Součinnostní střelnice Velká Střelná Na součinnostní střelnici Velká Střelná se provádějí bojové ostré střelby mechanizovaných druţstev, čet nebo tankových čet. Rozprostírá se na ploše 2 500 x 500 m. Její součástí je i nově zbudovaná střelnice pro leteckou činnost Milovany, která je vyuţívána k střeleckým zkouškám letadlových zbraní a munice.

5

Střelnice bojových vozidel Přáslavice Na střelnici bojových vozidel Přáslavice jsou prováděny střelby z tanků a jiných bojových vozidel, testování nově vyvíjeného střeliva. Rozprostírá se na ploše 2 000 x 200 m. Střelnice bojových vozidel Smilov Slouţí k výcviku mechanizovaných a průzkumných jednotek ve střelbě z lafetovaných zbraní bojových vozidel. Zaujímá plochu asi 1 200 x 200 m. Pěchotní střelnice Daskabát Na pěchotní střelnici Daskabát se provádí cvičení střeleb z ručních zbraní do ráţe 12,7 mm a ručních protitankových zbraní. Rozprostírá se na ploše zhruba 500 x 300 m. Střelnice má dva palebné úseky pro ruční zbraně, dva palebné úseky pro pistoli a jeden pro ruční protitankové zbraně. Pěchotní střelnice Loučka Pěchotní střelnice je uţívána k cvičení střeleb z ručních zbraní, k základnímu cvičení a cvičení střeleb z pistole. Zabírá plochu přibliţně 400 x 100 m. Má pouze jeden úsek palebných postavení pro střelbu z ručních zbraní. Pěchotní střelnice Smilov Slouţí pro střelbu z ručních zbraní ráţe 7,62 mm. Umoţňuje provádění cvičení střeleb z pistole a základního cvičení ze samopalu vzor 58. Cvičiště řízení bojových vozidel Anenský vrch Cvičiště Anenský vrch slouţí k výcviku řidičů kolové techniky a pásové techniky dle předpisů Tank-6-5 a Tank-6-6 při cvičeních číslo 1 a 6 a k výcviku v nakládání a vykládání techniky na přepravní techniku. Pokusná dělostřelecká střelnice Smilov Střelnice slouţí pouze ke zkušební činnosti

6

Cvičiště s ostrou municí Anenský vrch, Čepka, Čermná a U panenky Marie Stálé trhací jámy určené k ničení munice všeho druhu: Anenský vrch (do 50 kg trinitrotoluenu), Čepka (do 200 kg TNT), U panenky Marie (20 kg TNT). Tyto cvičiště jsou bez zařízení, součástí jsou kryty pro cvičící. Všechna cvičiště s ostrou municí slouţí k výcviku ţenijních a pyrotechnických specialistů. Vodní cvičiště Čermná a Barnov Obě cvičiště slouţí pro výcvik v řízení bojových vozidel pod vodou, v plavbě obrněných transportérů a bojových vozidel, výcvik záchranných a vyprošťovacích skupin, nakládání a vykládání techniky na přepravní prostředky a jejich přepravu přes vodní plochu a provádění taktických cvičení s překonáváním vodní plochy. Ţenijní cvičiště Barnov Umoţňuje výcvik ţenijních a záchranných specialistů s ostrým trháním do 1 kg trhaviny.

7

4. Geologické poměry Na území vojenského újezdu převáţně vystupují paleozoické horniny spodního karbonu tzv. kulmu (svrchní visé). Zpravidla se jedná o horniny moravického souvrství a hradecko-kyjovického souvrství (Dvořák et al. 1991). Moravické souvrství je staří stupně svrchního visé a mocnosti aţ 2 500 m. Je tvořeno prachovými břidlicemi aţ prachovci s hojnými tenkými vloţkami jemně zrnitých drob. Vzácné jsou čočky vápenců. Z břidlic těţených k pokrývačským účelům je známa makroflóra. V profilech s mořskou faunou jsou to pak zejména goniatiti, kteří mají významnou stratigrafickou funkci, a tenkostěnní mlţi. Dost hojní jsou ramenonoţci, nautiloidní hlavonoţci, krinoidi, ostrakodi a zástupci jiných skupin. Hradecko-kyjovické souvrství je stáří svrchního visé a spodního namuru a oproti Moravickému souvrství dosahuje menší mocnosti – okolo 1 500 m. Naspodu převaţují lavicovité droby místy se slepenci, výše laminované břidlice, střídající se s tenkými, karbonatickými, jemně zrnitými drobami. Na povrch vystupují dále sedimenty Hornomoravského úvalu tvořené neogenními tégly s vloţkami pískovců a pleistocénními deluviálními kameno-písčitými hlínami.

Obr. 4 Stratigrafie paleozoických jednotek ČM (Mísař et al. 1983).

8

5. Hydrogeologické poměry

Na území vojenského újezdu Libavá se nachází hlavní evropské rozvodí Odry a Dunaje, resp. povodí Odry a Moravy. K největším vodním nádrţím patří vodní nádrţ Barnov s rozlohou 12 ha a Čermná s rozlohou 7,5 ha. Ve vojenském prostoru je několik rybníků pod správou Vojenských lesů jako například Ranošov, Heřmánky nebo Smilovské rybníky. Podle hydrogeologické rajonizace (Michlíček et al. 1986) náleţí území k rajonu sedimentů moravskoslezského devonu a spodního karbonu. Na vojenské území zasahují subrajony 661-3 Kulm Nízkého Jeseníku v povodí Odry (východní část území) a 661-4 Kulm Nízkého Jeseníku v povodí Moravy (západní část území). Na území se vyskytují následující hydrogeologické celky: Podle (Hynie 1961) lze tuto oblast rozdělit do dvou hydrogeologických jednotek s dvojím typem hornin. První jednotkou jsou devonské vápence facie Moravského krasu. Druhou jednotkou jsou úlomkovité usazeniny devonu a úlomkovité usazeniny kulmu a produktivního karbonu. Druhý typ tvoří mocná souvrství slepenců, pískovců, křemenců, drob a břidlic celkově jednotných fyzikálních vlastností a jednotného puklinového zvodnění. Společným znakem těchto hornin je nedostatek jejich průlinové propustnosti. Výjimkou jsou polohy arkóz a některých hrubozrnnějších drob, s průlinovým prouděním kapilárně gravitační vody a také proudění ryze gravitační vody s průlinovým filtračním prouděním. Průlinový kolektor v oblasti vojenského újezdu je tvořen fluviálními písčitohlinitými sedimenty horního toku řeky Odry, diluviálními a proluviálními kamenopísčitými a štěrkovitými sedimenty s nízkou aţ střední (index transmisivity = 5-6) transmisivitou (Hynie 1961). Fyzikální vlastnosti komplexu devonu a kulmu jsou nestejnorodé. Převáţná část hydrogeologické jednotky je prakticky propustná jen v pásmu povrchového rozpojení puklin a je tvořena puklinovým kolektorem s proměnlivým podílem průlinové porozity v připovrchové zóně zvětralin a rozevření puklin. Do tohoto typu patří břidlice, prachovce, droby a slepence moravického souvrství, které v mapovém listu 11-33 Hlubočky mají hodnoty koeficientu transmisivity 4,8.10-6 – 1,6.10-4 m2.s-1 a indexu transmisivity 0,76. V mapovém listu 15-33 Moravský Beroun nabývají hodnoty koeficientu transmisivity 8,84.10-6 – 1,06.10-4 m2.s-1 a indexu transmisivity 0,54. 9

Transmisivita v moravickém souvrství je tedy velmi nízká aţ nízká, dále pak droby a břidlice hornobenešovského souvrství s odhadovaným koeficientem transmisivity 10-5 m2.s-1 v mapovém listu 11-33 Hlubočky a 3,44.10-5 –1,31.10-4 m2.s-1 s indexem transmisivity

0,29

v mapovém

listu

15-33

Moravský

Beroun.

Transmisivita

v hornobenešovském souvrství je tedy nízká aţ střední. Těţko propustné zvětralinové pláště a suťové hlíny zesilují zadrţování sráţkové vody a zabraňují zasakování do pásma povrchového rozpojení puklin. Prameny jsou aţ na výjimky zcela nepatrné, s drobnými výrony silně kolísavé vydatnosti do 0,1 a od 0,1 - 1 l.s-1. Ţivější oběh se v jesenické oblasti projevuje zvýšenou pramenní činností, zejména v krajině východně od Olomouce. Největší nedostatek vody je na planinách. Běţným zjevem je zvýšený obsah Fe a Mn a

v jesenické oblasti obsah volného CO2. Chudost podzemní vody je zejména

v břidličnatých souvrstvích devonu, bílovických vrstvách, naopak bohatší jsou polohy benešovských drob. Mezi propustnější souvrství patří také hradecké droby. Východní území a část západního území vojenského újezdu spolu s Městem Libavá je tvořena podzemní vodou II. kategorie vyţadující sloţitější úpravu. Směry proudění jsou převáţně J, JV nebo SZ. Kvalitu podzemní vody zhoršují obsahy kritických sloţek, mezi které patří NO3–(Mariánské údolí, Hlubočky), ropné uhlovodíky (Smilov, Město Libavá), Fe + Mn (Heroltovice a J od Domašova nad Bystřicí), Ca+ Mg (okolí Staré vody a Podlesí) a kyanidy spolu s HPO42- nacházející se v blízkém okolí Hluboček.

10

6. Ložiskové poměry Na území vojenského újezdu Libavá je doloţen výskyt štípatelných břidlic, jejichţ těţba je doloţena od druhé poloviny 18. Století. Hlavní rozvoj těţby a zpracování břidlic nastal aţ ve druhé polovině 19. Století - lokality Velká Střelná a Hrubá Voda – Hlubočky. V letech 1920-1945 postupně docházelo k útlumu těţby a v 50. letech byla těţba zcela ukončena. V 90. letech minulého století byly obnoveny průzkumné práce a pokusy o znovuobnovení těţby na lokalitách Hrubá Voda, Velká Střelná a Čermná. Na území Nízkého Jeseníku a Oderských vrchů probíhala v SV části vojenského újezdu v dole Willibald u Starých Oldřůvek a v dole František u Barnova těţba galenitu (PbS) který obsahoval 1% stříbra. Od 1. světové války byla ukončena jeho těţba, lze nalézt pouze pozůstatky těţby například v korytě Zlatého potoka.

11

7. Geochemie povrchových vod Hodnoty pH povrchových vod převáţné části vojenského újezdu se pohybuje v rozmezí 6,5 – 7,5, na několika lokalitách 5,5 – 6,5 (Černý les, Hluboký ţleb). V okolí mimo újezd směrem na Vítkov se pohybuje pH vod od 6,5 aţ po 8,5 a převaţují NO3- ionty. Na mapovém listu 11-33 Hlubočky, který z většiny pokrývá studovanou oblast vojenského újezdu jsou SV od Velkého Újezdu zvýšené hodnoty stopových prvků Be(> 0,25), Cd (> 0,3), Cu (> 2,5) a Zn (> 40) měřených v jednotkách µg.l-1 (U zeleného kříţe, Sklárna), které spolu s anomálními hodnotami (>15 mg.l-1) SO42- a Cl iontů způsobují sníţení okolního pH na hodnoty 5,5- 6,5 (S od Města Libavá, a místy nahodnoty menší neţ 4,5) (Majer et al. 1995). Poblíţ Dolního újezdu a Velkého Týnce jsou zvýšené hodnoty Cu (> 2,5). Zvýšené hodnoty Pb (> 2) byly zjištěny ve Stráţi, JV od

Velké

Střelné,

pravděpodobně

kvůli

sekundárním

bodovým

zdrojům

a polymetalickým sulfidickým rudním asociacím a formacím, které obsahují Pb ve formě galenitu.Velká část území má zvýšený (> 7,5 mg.l-1) aţ místy anomální (> 15 mg.l-1) obsah SO42- a Cl- iontů zjišťovaných v jednotkách mg.l-1 (Majer et al. 1993,1995).

12

8. Rizikové prvky 8.1. Měď Fyzikálně - chemické vlastnosti Cu Měď je kujný a taţný kov vyuţívaný častěji v čistém stavu neţ ve formě slitin. Je to dáno vysokou elektrickou vodivostí 58.10-3Ω-1.mm-1 a tepelnou vodivostí 0,394 kW.m-1.deg-1 (při 25 oC), kterou kaţdá příměs sniţuje. Příslušnost Cu do I.B skupiny periodické soustavy prvků, spolu s Ag a Au je zapříčiněna jediným valenčním elektronem ve volné sféře. Měď má atomovou hmotnost 63,54, relativní hustotu 8,9. 103 kg.m-3, teplotu tání 1083,4 oC a teplota varu 2 567 oC. Měď patří k přechodným prvkům, které mají široké variační vlastnosti, jako spektrální, magnetické, schopnost tvorby komplexů a oxidace, v důsledku nezaplněných d- orbitalů atomů mědi. Ve sloučeninách má měď valenci 1+, 2+, 3+. Měď v horninách V zemské kůře se pohybuje obsah mědi v rozmezí 24 – 55 mg.kg-1 ( Ďurţa a Khun 2002) a to konkrétně v bazických a ultrabazických horninách , ve kterých

má tendenci

vylučovat se z karbonátových hornin. Tvoří některé minerály, z nichţ nejrozšířenějšími jsou jednoduché a komplexní sulfidy, které snadno podléhají zvětrávání za uvolňování Cu iontů. Vysoká afinita způsobuje, ţe Cu je jednou z nejtypičtějších sloţek sulfidických rud. Měď v půdě V půdě je celkový obsah Cu od 2 do 100 mg.kg-1. Její obsah v půdě je zejména ve formě dvojmocných iontů a to jako rozpuštěné ionty, anorganické a organické komplexy, komplexy v humusu, vyměnitelný prvek, adsorbované hydroxidy Fe, Al, Mn, na humusový komplex nebo vázaná v krystalové mříţce některých minerálů. Snadno pohyblivé v půdě jsou komplexní soli kys. citrónové, octové a jiných organických kyselin a také soli anorganických kyselin jako například HCl, H2SO4 a HNO3. Naopak sulfidy, oxidy, fosforečnany a šťavelany Cu jsou těţko rozpustitelné. Pokud je pH půd vysoké a půda je jemnozrnná, dochází k sorpci ionů jílovými minerály na principu kationtové výměny, tudíţ je sníţena pohyblivost ionů v půdě. Také organické látky patří mezi hlavní sorbenty Cu, a to v hrubozrnných půdách.

13

Měď ve vodě Ve vodách se měď vyskytuje hlavně ve formě jednoduchého hydratovaného ionu Cu2+, dále pak v uhličitanových komplexech a hydroxokomplexech. Z organických komplexů tvoří sloučeniny s aminokyselinami, polypeptidy a huminovými kyselinami. Rozpustnost Cu v přírodních vodách v kyselé oblasti je limitovaná rozpustností zásaditého uhličitanu malachitu Cu2(OH)2CO3 a v zásadité oblasti rozpustností Cu(OH)2. Pokud je pH větší neţ 8, dochází ve vodách k fotosyntetické asimilaci zelených organismů, a to pak způsobuje prudký pokles rozpustnosti mědi. Měď v atmosféře V ovzduší jsou zdroje mědi především ze zpracovávání hornin bohatých na Cu, z výroben Fe a oceli, sléváren mosaze a bronzu a ze sekundárního tavení Cu a jejich slitin. Dalším vstupem můţe být například prach. Antropogenní zdroje Hlavním zdrojem kontaminace (75 %) vlivem člověka jsou haldy, odkaliště a báňské vody, kde se rozpuštěné formy Cu dostávají procesem zvětrávání do povrchových a podzemních vod, a tak mohou být zdrojem kontaminace aluviálních oblastí. Některé lokální vstupy jsou z koroze Cu slitin (např. elektrické dráty nebo potrubí). Zhruba 75 % mědi v atmosféře je antropogenního původu, kde hlavním zdrojem vstupu je výroba barevných kovů, menším pak výroba oceli a Fe.

14

8.2. Olovo Fyzikálně - chemické vlastnosti Pb Olovo je chalkofilní a litofilní prvek, který patří k nejstarším vyuţívaným kovům. Je modrobílé barvy a na čerstvém lomu má kovový lesk. Patří do IV.A skupiny periodické tabulky. Na rozdíl od C a Si tvoří malé mnoţství kovalentních vazeb. Ve svých sloučeninách můţe být dvoj aţ čtyřvazebné. Oxidační stavy Pb2+ a Pb4+ jsou stabilní, ale v environmentální geochemii převládá ion Pb2+. Vyskytuje se i ve formě organických sloučenin jako je tetraetylolovo, donedávna pouţívané jako

antidetonační přísada

v benzínu. Pb se vypařuje při relativně nízkých teplotách a jeho páry jsou jedovaté. Je dobře rozpustné v HNO3. Rychle oxiduje na PbO. Olovo má atomovou hmotnost 207,2,protonové číslo 82, teplotu tavení 327,4 oC a teplotu varu 1725 oC, hustota se pohybuje od 11,27 po 11,48.103 kg.m-3. Elektrická vodivost je 4,93.10-3Ω-1.mm-1, tj. 8,5 % z vodivosti Cu. Snadno se nahrazuje s kationtem K, protoţe mají skoro stejný iontový poloměr. Tvoří 4 izotopy 204Pb, 206Pb,207Pb a 208Pb, z nichţ je 204Pb radioaktivní. Olovo v horninách V zemské kůře je zastoupeno v hodnotě přibliţně 16 mg.kg-1. Často nahrazuje kationty K v draselných nerostech (biotit, muskovit, draselné ţivce). Pb má silnou afinitu k S, proto se vyskytuje v přírodě často v sulfidických rudách. Největšího obsah je v černých břidlicích a jílech (80 %), ve kterých je průměrný obsah Pb aţ 23 mg.kg-1. V přírodě je nejčastějším minerálem tvořící olovo galenit (PbS) s obsahem 86,6 % Pb, dále pak jako minerál cerusit PbCO3, který není moc stálý. Důleţitou sloučeninou je fluorokřemičitan olovnatý PbSiF6.2H2O (PbF2.SiF4.2H2O), který je dobře rozpustný ve vodě a vyuţívá se jako elektrolyt při elektrolytickém vylučování Pb. Olovo v půdě V půdním roztoku se vyskytují při pH < 8 hlavně ionty Pb2+, PbOH+ a při pH > 8 je to pak Pb(OH)2, PbSO4 a ionty PbCl+, PbNO3+ a PbP2O72-. Kationtové formy tvoří v kyselých půdách aţ 70 %. Transport olova v půdě je dosti pomalý. Kyselé půdy napomáhají asimilaci Pb rostlinami. V zásaditých půdách se Pb vysráţí ve formě hydroxidu nebo fosforečnanu a příjem rostlinami se sniţuje. Na koncentraci olova v půdě má také vliv obsah organické hmoty, při čemţ její nárůst způsobuje vznik metylovaného Pb – sloučeniny (CH3)4Pb, která je toxická a umoţňuje vyšší pohyblivost Pb v půdách. 15

Olovo ve vodě V přírodních vodách převaţuje z rozpustných forem Pb2+ a [PbCO3(H2O)]. V alkalické oblasti můţe tvořit ještě komplexy [Pb(OH)2(H2O)], [Pb(CO3)2]2- a [PbOH]+. Pro pitnou vodu se připouští maximální koncentrace 0,05 mg.l-1, doporučené je redukovat mezní hodnotu do 0,02 mg.l-1. Mořská voda obsahuje 0,004 – 0,005 mg.l-1 Pb. V dřívější době byl hodně vysoký obsah Pb poblíţ silnic, cest a měst, v důsledku spalování benzínu. V dnešní době uţ se olovnatý benzín nevyuţívá, tudíţ je obsah výrazně niţší. Olovo v atmosféře Vyskytuje se hlavně v podobě emisních plynů (oxid olovnatý, uhlovodíky, oxidy dusíku a sloučeniny olova). Nejvyšší koncentrace jsou v Západní Evropě a východním pobřeţí Severní Ameriky, nejniţší koncentrace jsou v Antarktidě. Z výfukových plynů se usazuje v podobě oxid, chloridu a bromidu na vegetaci a půdu v okolí cest. Mnoţství Pb uloţeného v okolí cest je variabilní a závisí na typu půdy, hustotě a typu dopravy, směru převládajícího větru (na závětrné straně cesty je koncentrace Pb vyšší) a topografické a vegetativní pokrývce. V atmosféře na určitý čas přetrvává v rozpustné formě jako halogenid nebo síran, který vzniká reakcí nerozpustného PbO s SO2. Největší koncentrace olova jsou ve velkých městech. Hlavním zdrojem aerosolů Pb jsou spalovací procesy a jejich doba setrvání v atmosféře stoupá s výškou. V nízké troposféře setrvává přibliţně 9 dní, ve vyšší troposféře několik týdnů a ve stratosféře aţ několik let. Mezi nejúčinnější mechanismy při odstraňování látek z ovzduší patří sráţková činnost, tzv. vymývání. Vymývací faktor je dán koncentrací látky v ovzduší a koncentrací látky v dešti. S okyselováním sráţek (při pH < 5) roste rozpustnost pevných aerosolů a tím se řada prvků stává pohyblivějšími a tedy i dostupnějšími. Antropogenní zdroje Hlavními antropogenními zdroji Pb v půdách jsou imise z hutí zpracovávajících Pb, které způsobují vysoké hodnoty koncentrace Pb aţ 9 000 mg.kg-1(Kozák a kol. 1986), tavení barevných a černých kovů, drtičky rud a skládky, aplikace čistírenských kalů za vzniku PbCO3 a PbSO4 a střelivo na vojenských cvičištích. Hlavním přírodním zdrojem jeho vstupu je prach.

16

8.3. Zinek Fyzikálně-chemické vlastnosti Zn Zinek je modrobílý, na lomu lesklý neušlechtilý kov s hexagonální strukturou. Patří mezi relativně měkké kovy, lehce reaguje s organickými i anorganickými kyselinami. V průmyslu se nejčastěji pouţívá ZnO, který je ve většině rozpouštědel málo rozpustný. Je křehký, na vzduchu stálý, přestoţe se pokrývá vrstvičkou oxidu. Na vlhkém vzduchu vzniká na jeho povrchu Zn (OH)2. Zinek je prvním prvkem v triádě II. B skupiny periodického systému prvků. Nejčastěji se vyskytuje ve formě Zn2+. V intervalu 100 °C 150 °C je kujný a dobře tvárný, takţe se z něho dají válcovat tenké fólie. Zahřátím na 200 o

C je moţné ho rozetřít na prach. Teplota tavení Zn je 420 oC a teplota varu 907 oC. Zinek

má atomovou hmotnost 65,4, protonové číslo 27, měrnou hmotnost 7,13 g. cm-3 a elektrickou vodivost, která zaujímá 25 % z vodivosti Cu. Zinek v horninách V přírodě je značně rozšířený, nachází se v celé řadě minerálů ze skupiny křemičitanů (willemit, hemimorfit), oxidů (zinkit, franklinit), sulfidů (sfalerit) a síranů (zinkosit), a to většinou jako substituent v krystalových mříţkách minerálů, přičemţ můţe zastupovat

Fe2+, Mn2+ a Mg2+ v křemičitanových a oxidových minerálech. Běţné

primární horninotvorné nerosty jako biotit, amfibol, pyroxen, magnetit, spinel atd. obsahují podstatně méně Zn, většinou jde o izomorfní příměs. Z druhotných horninotvorných minerálů je největší mnoţství Zn v uhličitanech (smitsonit, kalcit), jílových minerálech (montmorillonit), kde zastupuje oktaedry Al a můţe dosáhnout aţ 40 %. Průměrný obsah Zn v litosféře je 80 mg. kg-1.V kyselých magmatitech je přibliţný obsah 40 mg.kg-1 (granity), v bazaltech okolo 100 mg.kg-1. V sedimentárních horninách jsou nejvyšší obsahy v jílových sedimentech (80 - 120 mg.kg-1)( Ďurţa a Khun, 2002), zatímco v pískovcích, vápencích a dolomitech jsou niţší obsahy (10 – 30 mg.kg-1). Vlivem zvětrávání hornin se Zn uvolňuje do půdních roztoků a to nejčastěji ve formě síranů a chloridů. Nejrychleji se vysoký obsah zinku uvolňuje ze sulfidů.

Zinek v půdě Při zvětrávání se uvolňuje kation Zn2+, který je nejběţnější a nejpohyblivější formou Zn v půdách, zejména v kyselých oxidačních podmínkách. Zachytává se na sorpčních 17

bariérách, nejčastěji na jílových minerálech, organických látkách a Fe oxidech ve formě Zn2+, ZnCl+, Zn(OH)+ nebo ZnNO3+. V humusových horizontech půd tvoří Zn oproti Cu více rozpustné formy. Biopřístupné frakce jsou ty, které jsou rozpustné anebo mohou být rozpustné. Spolu s Cu, Ni a Cr je fytotoxický. Na pohyblivost zinku v půdě má vliv pH, zrnitost, obsah organické hmoty, vazba s oxidy, hydroxidy a obsah minerálních solí. V kyselých a neutrálních půdách je běţný ve formě Zn2+, ale v alkalickém prostředí ve

formě Zn(OH)+. Při vysokém obsahu Ca v půdě se sniţuje rozpustnost

a asimilovatelnost Zn. Obsah Zn v půdách často koreluje s obsahem jílových minerálů. V jílových minerálech s vyšším podílem Ca je částečně nemobilní. Mezi Zn a humusovými sloţkami dochází k tvorbě chelátových komplexů. Průměrný obsah Zn v půdách je kolísavý v rozsahu od 17 do 125 mg.kg-1. Střední obsah pro všechny půdy světa je 64 mg.kg-1. Nejvyšší hodnoty se udávají pro těţší aluviální půdy, zasolené půdy a rendziny. Nejniţší naopak pro písčité půdy. Nedostatek zinku je v půdě způsoben vysokým odnosem a nízkým obsahem v mateční hornině nejčastěji v písčitých půdách humidních oblastí a podzolových půdách. Na odstranění nedostatku se pouţívá chlorid nebo síran zinečnatý. Zinek ve vodě Z rozpustných forem jsou nejčastější Zn2+, [ZnOH]+, [Zn(OH)3]- a [Zn(OH)4]2-. Rozpustnost zinku je především limitována rozpustností ZnCO3, Zn5(OH)6(CO3)2.H2O a v alkalickém prostředí také Zn(OH)2. Zinek hydrolyzuje při pH 7 – 7,5 se vznikem Zn(OH)2 při pH 8. Při pH > 6,7 je zinek přítomen v H2O ve dvojvalentní formě, přístupné pro vznik komplexů s organickými látkami. Stabilnost organickým komplexů zinku se zvyšuje přítomností donorových atomů N a S v ligandu. Po pitnou vodu je obsah Zn stanoven na 5 mg.l-1. V průmyslových oblastích můţe být obsah Zn aţ 100 mg.l-1 a v řekách v oblastech těţby Zn rud aţ v řádu několika tisíců mg.l-1. Ve vodách moří a jezer dosahuje koncentrace asi 10 µg.l-1. Zinek v atmosféře Při tavení rudy dochází k častým emisím zinku do ovzduší, které jsou doprovázeny emisemi kadmia, které vţdy v rudách zinek doprovází. Vstup do atmosféry z rostlin je přibliţně 20 % a z eroze půdních částic přibliţně 58 %.

18

Antropogenní zdroje Kontaminace půd Zn je způsobena zpracováním barevných kovů, coţ přispívá aţ 43 % emisí zinku do atmosféry, a aplikací některých hnojiv a chemikálii v polnohospodářství. Další moţností je při spalování fosilních paliv, přičemţ dochází k obohacení povrchových částí půd zinkem. Kontaminace vod je způsobena těţbou rud obsahujících Zn, obzvlášť při procesu flotace, kde jejich hodnoty nabývají v řádu stovek aţ tisíců mg.l-1. V ovzduší je větší část antropogenního původu ze severní polokoule. Současný vstup zinku do prostředí o 700 % převyšuje přírodní.

19

9. Literatura Čurda, J., Kratochvílová, H., Cicha, I., Cihelka, M., Rudolský, J.(1993): Hydrogeologická mapa ČR. List 25-11 Hlubočky. Měřítko 1: 50 000. Český ústav geologický. Čurda, J., Kratochvílová, H., Cicha, I., Cihelka, M., Rudolský, J.(1993): Hydrogeologická mapa ČR. List 15-33 Moravský Beroun. Měřítko 1: 50 000. Český ústav geologický. Demek, J., Balatka, B., Czudek, T., Láznička, Z., Linhart, J., Loučková, J., Panoš, V., Raušer, J., Seichterová, H., Sládek, J., Stehlík, O., Štelcl, O., Vlček, V. (1965): Geomorfologie českých zemí. Českosloveská akademie věd. Praha. 335 s. Ďurţa, O. & Khun, M. (2002): Enviromentálna geochémia niektorých ťaţkých kovov. Univerzita Komenského Bratislava. Bratislava Dvořák, J., Macoun, J., Maštera, L. (1991): Geologická mapa ČR. List 15-33 Moravský Beroun. Měřítko 1 : 50 000. Český geologický ústav. Dvořák, J., Macoun, J. (1991): Geologická mapa ČR. List 15-34 Vítkov. Měřítko 1 : 50 000. Ústřední ústav geologický. Hynie, O. (1961): Hydrogeologie ČSSR I Prosté vody. 346-356. Nakladatelství československé akademie věd. Praha Chlupáč, I. a kol. (2002): Geologická minulost České republiky. Academia. Praha Majer, V., Cicha, I., Cihelka, M., Rudolský, J. (1993): Mapa geochemie povrchových vod ČR. List 15-33 Hlubočky. Měřítko 1: 50 000. Český ústav geologický. Majer, V., Cicha, I., Cihelka, M., Rudolský, J. (1995): Mapa geochemie povrchových vod ČR. List 25-11 Hlubočky. Měřítko 1: 50 000. Český ústav geologický.

20

Maštera, L., Tyráček, J., Otava, J., Cardová, E., Opletal, M., Cicha, I., Cihelka, M., Rudolský, J. (1991): Geologická mapa ČR. List 25-11 Hlubočky. Měřítko 1 : 50 000. Český ústav geologický. Michlíček, E. (1986): Hydrogeologické rajóny ČSR. Svazek 2. Povodí Moravy a Odry. – Geotest. Brno. Mísař, Z. a kol. (1983): Geologie ČSSR I Český masiv. Státní pedagogické nakladatelství Praha. Praha Roušar, J. & Švarcová J. (2006): Stručně o České republice, armádě a výcvikových zařízeních vojenského újezdu Libavá, Ministerstvo obrany České republiky - Agentura vojenských informací a sluţeb. AVIS. Praha Sáňka, V., Majer, V., Cicha, I., Cihelka, M., Rudolský, J. (1993): Mapa geochemie povrchových vod ČR. List 15-34 Vítkov. Měřítko 1: 50 000. Český ústav geologický.

Internetové zdroje: Mapy.cz (2013): Topografická mapa s ohraničením vojenského újezdu Libavá. – online: http://mapy.cz/#!x=17.558968&y=49.749191&z=11&t=s&q=libav%25C3%25A1&qp=17 .406576_49.672720_17.630612_49.751328_11. Zhlédnuto dne 25.11. 2013 Libavsko.eu (2013): Mapa cvičišť a turistických úseků. – online: http://www.html.libavsko.eu/ftp/mapa_vvp_libava.jpg. Zhlédnuto dne 16. 11. 2013 Vojujezd-libava.cz (2006): O vojenském újezdu: Důvod a způsob zaloţení. – online: http://www.vojujezd-libava.cz. Zhlédnuto dne 18. 10. 2013

21

Vojujezd-libava.cz (2006): O

vojenském

újezdu:

Základní

informace

o

vojenském

újezdu.

–

online:

http://www.vojujezdlibava.cz/vismo/dokumenty2.asp?u=9342&id_org=9342&id=3381. Zhlédnuto dne 18. 10. 2013

22